Веб-инструмент для создания высокого качества в машиночитаемой форме биологических путей
February 8th, 2017
PathWhiz является всеобъемлющим, онлайн путь рисования инструмент для создания биохимических и биологических путей. Он использует общедоступные базы данных и легко расширяемой палитр, состоящие из предварительно нарисованных компонентов пути. Этот протокол описывает, как легко создавать новые пути, копировать и редактировать существующие пути, и распространять ранее нарисованные пути для различных организмов.
Общая цель этого протокола состоит в том, чтобы использовать PathWhiz и Интернет для простого создания, репликации и распространения биохимических путей для различных целей и приложений. Этот инструмент позволяет ученым, преподавателям и студентам создавать визуально приятные и точные биохимические пути с высоким уровнем биологической детализации и сложности. PathWhiz — это бесплатная публичная галерея с тысячами путей и компонентов, которая совместима практически с любой операционной системой и может быть доступна и расширена всеми пользователями.
Начните с загрузки страницы PathWhiz в любом современном веб-браузере и нажмите на меню «Рисование». Нажмите кнопку «Новая траектория», чтобы начать новую траекторию, и введите имя дорожки, которую нужно нарисовать. Выберите тип пути из раскрывающегося списка.
Затем введите научное название организма в поле автозаполнения для поиска интересующего организма, а затем научное название вида и общее название. Выберите классификацию вида из выпадающего списка как Eucaryote или Procaryote и введите идентификатор таксономии из таксономии NCBI. Нажмите кнопку Создать вид и введите подробное описание пути.
Нажмите кнопку «Добавить ссылку», чтобы добавить внешние ссылки в путь соответствующим образом. Далее нажмите кнопку Создать контур. Появится белый холст с сеткой и серой строкой меню.
Щелкните ссылку «Добавить процесс» и выберите «Добавить реакцию», чтобы добавить первую визуализацию процесса. Введите интересующие вас реагенты, продукты или ферменты в поле автозаполнения для поиска существующих реакций. Затем пролистайте имеющиеся реакции.
Когда нужная реакция будет найдена, выберите ее. Далее следует ввод соответствующего имени элемента в поле автозаполнения для выбора подходящей стехиометрии и типа элемента. После того как все элементы в левой части реакции будут добавлены, выберите направление пути из выпадающего списка и нажмите «Добавить правый элемент», чтобы добавить товар.
Выберите стехиометрию и тип элемента, как показано выше, для всех элементов в правой части реакции. Затем нажмите «Добавить фермент», чтобы добавить фермент в реакцию. Введите название фермента в поле автозаполнения и выберите подходящий фермент.
Когда все элементы реакции будут добавлены, нажмите кнопку «Создать реакцию», чтобы сохранить новую реакцию и выбрать из выпадающих списков ориентацию, необходимую для первоначального рендеринга реакции. Затем нажмите кнопку «Создать реакцию» еще раз. Вновь созданная реакция будет отображена на холсте для рисования.
Чтобы отредактировать реакцию соответствующим образом, перетащите элементы реакции на холст, чтобы изменить их положение по желанию. Затем щелкните один раз по каждому элементу, чтобы добавить его к текущему выделению. Когда все элементы будут выбраны, перетащите их в соответствующую область холста и щелкните по элементам еще раз, чтобы отменить их выделение.
Чтобы получить доступ к боковой панели редактирования всплывающего окна, дважды щелкните химическое вещество и отредактируйте шаблон, биологическое состояние, Z-индекс и полные сведения о реакции. Чтобы отредактировать информацию обо всем процессе, дважды щелкните по любому из его элементов. Под серой строкой дополнительного меню нажмите ссылку «Редактировать выбранное» и выберите «Редактировать элемент» или «Редактировать процесс» в зависимости от ситуации.
Переместите элементы на холсте в нужное положение. Выделите интересующие реакционные края и отредактируйте их так, как показано только что для реакционных соединений и белков. После того как первая реакция будет нарисована нужным образом, щелкните произведение реакции, чтобы выбрать его.
Затем на вкладке «Добавить процесс» выберите «Добавить реакцию». Когда путь будет готов, щелкните ссылку «Путь» и выберите «Экспорт и просмотр». Выберите параметр «Цвет фона для изображений», чтобы выбрать синий или белый цвет фона для изображения, и выберите «да» или «нет» для параметра «Также создать упрощенную версию».
Затем нажмите «Создать файлы изображений». Когда изображение будет создано, нажмите кнопку «Показать в средстве просмотра», чтобы создать в браузере полностью гиперсвязанное изображение пути с высоким разрешением. Чтобы дублировать существующий путь, щелкните меню «Пути» и введите название интересующего пути в строке поиска.
Найдите путь для репликации и нажмите кнопку Replicate. Отредактируйте имя пути и введите новое описание пути. Затем нажмите кнопку «Создать путь», чтобы создать дубликат контура.
Чтобы просмотреть или загрузить путь, войдите в меню «Пути», найдите интересующий его путь, как только что было показано, и нажмите «Показать». Далее нажмите на кнопку с нужным PathWhiz ID рядом с надписью Show in Viewer и откройте вкладку Downloads. Затем нажмите на гиперссылки, чтобы загрузить путь в различных форматах файлов.
PathWhiz можно использовать для создания путей с различными типами содержимого и стилями. Включая традиционные метаболические пути, пути лечения заболеваний и лекарств, чтобы проиллюстрировать побочные эффекты и реакцию на лекарства, а также сигнальные пути белков. Пути могут быть богато окрашены со значительными биологическими подробностями или они могут быть преобразованы в простые черно-белые изображения.
После завершения эти пути могут быть просмотрены в интерактивном просмотрщике путей, загружены в виде изображений или экспортированы в несколько различных машиночитаемых форматов обмена данными для дальнейшего анализа. После освоения можно создать стандартный готовый к Интернету путь примерно за 15 минут. Однако более сложные пути могут занять больше времени.
При попытке выполнить эту процедуру важно помнить, что виды, выбранные для каждой отдельной реакции, всегда совпадают с видами пути, и подтвердить, что направление стрелок реакции правильное. После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как метаболический анализ, чтобы ответить на дополнительные вопросы о динамике или количественной оценке интересующих метаболитов. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области метаболомики и биологии к созданию тысяч готовых к работе в Интернете путей, иллюстрирующих широкий спектр биохимии человека, востока и кишечной палочки.
После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как строить новые пути, воспроизводить и редактировать существующие, а также размножать ранее нарисованные пути различным организмам. Не забывайте, что блокировка пути делает его нередактируемым. Кроме того, имейте в виду, что вы можете выбрать создание открытых или частных путей, в зависимости от ваших предпочтений.
Обзор
PathWhiz - это онлайн-инструмент, предназначенный для создания и редактирования биохимических путей. Он позволяет пользователям генерировать визуально точные пути с использованием различных предварительно нарисованных компонентов и баз данных.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Биохимия
- Биологические пути
- Визуализация путей
Бэкграунд
- PathWhiz предоставляет бесплатную публичную галерею путей.
- Он совместим со всеми операционными системами.
- Инструмент доступен для ученых, преподавателей и студентов.
- PathWhiz поддерживает создание сложных биохимических путей.
Цель исследования
- Для облегчения создания и репликации биохимических путей.
- Для возможности пользователям распространять пути через различные организмы.
- Для предоставления удобного интерфейса для дизайна путей.
Используемые методы
- Использование меню рисования для создания новых путей.
- Поиск организмов и ввод соответствующих научных данных.
- Добавление процессов и реакций через интерактивное полотно.
- Экспорт путей в различных форматах для дальнейшего анализа.
Основные результаты
- Пользователи могут создавать пути примерно за 15 минут.
- Пути могут быть подробно или упрощены.
- PathWhiz позволяет генерировать изображения высокого разрешения.
- Тысячи путей могут быть созданы и поделиться онлайн.
Выводы
- PathWhiz - это универсальный инструмент для визуализации путей.
- Он поддерживает образовательные и исследовательские приложения в области биохимии.
- Инструмент улучшает понимание метаболических процессов.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
PathWhiz enables biopharma R&D teams to generate standardized, machine-readable pathway diagrams that support target validation and mechanistic de-risking. By providing a publicly accessible, web-based platform for pathway creation and sharing, it enhances cross-functional collaboration and data integration across discovery workflows. The tool’s compatibility with formats like BioPAX and SBML facilitates downstream analysis and predictive modeling in early-stage research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Supports interrogation of therapeutic hypotheses through detailed visualization of biochemical interactions and reaction networks.
- Operational Value: Enables rapid creation and iteration of pathway diagrams to clarify target mechanisms and pathway context.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides standardized pathway templates that can be replicated and propagated across species for consistent assay design.
- Operational Value: Facilitates assay readiness by enabling export of pathways in machine-readable formats for integration with analytical tools.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports translational continuity by allowing pathways to be adapted across model systems using propagation features.
- Operational Value: Enhances reproducibility through version-controlled, editable pathway elements that can be shared and reused across teams.
Pipeline & Workflow Integration
PathWhiz fits within the discovery continuum by enabling hypothesis-driven pathway construction that informs target selection and lead identification efforts.
- Discovery Biology: Aids in pathway clarification and biological de-risking by visualizing complex metabolic and signaling networks.
- Screening: Supports assay development through exportable pathway diagrams that guide biomarker selection and compound screening strategies.
- Analytics: Generates machine-readable outputs (e.g., SBML, BioPAX) that enable quantitative analysis and simulation of pathway dynamics.
- Translational Research: Promotes cross-species pathway propagation to align preclinical models with human biology.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable knowledge base where pathways can be replicated, edited, and built upon across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target pathway context and interaction networks.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility via shared, editable pathway components and version control.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enhancing mechanistic understanding and reducing biological uncertainty.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization through clearer visualization of disease-relevant pathways and off-target effects.
Implementation Considerations
- Requires familiarity with biochemical nomenclature and pathway curation best practices.
- Dependent on web browser access and internet connectivity for full functionality.
- Necessitates cross-team agreement on pathway naming, annotation, and styling conventions.
- Involves consideration of species-specific elements when propagating pathways across organisms.
- Limited by the completeness of the public pathway library for niche or novel biological processes.
